Question

К двум литрам 96%-ного водного раствора этилового спирта С2Н5ОН плотностью 0,8 г/мл добавили 2,24 л воды. Плотность полученного раствора 0,94 г/мл. Рассчитать 32 процентную, молярную, моляльную концентрации раствора и мольную долю спирта в растворе.

Answer 1

mp(C2H5OH)=2000*0,8=1600 г

m(C2H5OH)=1600*0,96=1536 г

n(C2H5OH)=1536/46=33,4 моль

m(H2O)=1600-1536=64 г

m2(H2O)=64+2240=2304 г

n2(H2O)=2304/18=128 моль

m2(p-p)=1600+2240=3840 г

V2(p-p)=3840/0,94=4085,11 мл

w(C2H5OH)=1536/3840=0,4=40%

См(С2Н5ОН)=33,4/4,085=8,18 моль/л- молярная концентрация

Моляльная концентрация:

Сm=33,4/2,304=14,5 моль/кг

Мольная доля:

M=33,4/(33,4+128)=0,2069

Answer 2

Давайте рассчитаем каждый параметр по порядку:

1. Объем этилового спирта (C₂H₅OH) в начальном растворе:

Известно, что начальный раствор состоит из 2 л 96%-ного водного раствора этилового спирта. Плотность этого раствора 0,8 г/мл.

Масса этилового спирта в начальном растворе: $\text{Масса спирта} = \text{Плотность} \times \text{Объем} = 0,8 \, \text{г/мл} \times 2 \, \text{л} \times 1000 \, \text{мл/л} = 1600 \, \text{г}$

2. Масса воды, добавленной к раствору:

Из условия известно, что к начальному раствору добавили 2,24 л воды. Плотность результирующего раствора 0,94 г/мл.

Масса воды: $\text{Масса воды} = \text{Плотность} \times \text{Объем} = 0,94 \, \text{г/мл} \times 2,24 \, \text{л} \times 1000 \, \text{мл/л} = 2116 \, \text{г}$

3. Общая масса раствора:

$\text{Общая масса раствора} = \text{Масса спирта} + \text{Масса воды} = 1600 \, \text{г} + 2116 \, \text{г} = 3716 \, \text{г}$

4. 32% концентрация по массе:

$\text{Массовая доля спирта} = \frac{\text{Масса спирта}}{\text{Общая масса раствора}} \times 100\% = \frac{1600 \, \text{г}}{3716 \, \text{г}} \times 100\% \approx 43,01\%$

5. Молярная масса C₂H₅OH:

$\text{Молярная масса C₂H₅OH} = 12.01 \, \text{г/моль} \times 2 + 1.01 \, \text{г/моль} \times 6 + 16.00 \, \text{г/моль} + 1.01 \, \text{г/моль} + 1.01 \, \text{г/моль} \approx 46.07 \, \text{г/моль}$

6. Молярная концентрация раствора:

$\text{Молярная концентрация} = \frac{\text{Массовая доля спирта}}{\text{Молярная масса C₂H₅OH}} \times 100\% = \frac{43,01\%}{46.07 \, \text{г/моль}} \times 100\% \approx 93,24\%$

7. Моляльная концентрация раствора:

$\text{Моляльная концентрация} = \frac{\text{Масса спирта}}{\text{Масса растворителя (воды)}} = \frac{1600 \, \text{г}}{2116 \, \text{г}} \approx 0,756 \, \text{моль/кг}$

Таким образом, концентрация раствора составляет:

• 32% по массе
• 93,24% молярная концентрация
• 0,756 моль/кг моляльная концентрация
• 43,01% мольная доля спирта в растворе